新型扫描设备技术综述

摘要：随着信息技术的发展与普及，图像扫描技术也在不断进步，不断创新，本文主要围绕一些新型扫描设备技术及技术走向而展开讨论。

关键词：扫描技术；走向；特点

中图分类号：TP391.4

文献标识码：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.07.020

0 引言

随着科学技术的不断发展，数字化技术迅速渗透于人们工作和生活的各个领域。现在，如何在信息时代加快传统信息的数字化、网络化，是我们面临的主要问题，例如：如何将传统的纸介质档案输入计算机；怎样将以前的老照片与胶片变成电子文件，以便更好地存储、查找和分享。而这一切都离不开数字化加工过程中用到的数码信息转换产品一一扫描设备，扫描设备对传统信息数字化结果的最终品质起着决定性的作用。本文主要针对一些新型扫描设备技术及技术走向而展开讨论。

1 扫描技术走向

随着信息技术的发展与普及，图像扫描技术也在不断进步，不断创新，并在以下几个方面表现得极为活跃。

1.1 扫描仪传输接口

由于扫描仪与计算机间的数据传输量巨大，稳定高速一直是扫描仪接口选用的主要考虑因素，并口由于不能适应高传输率的要求，在扫描仪上已经绝迹多时，在专业机型上比较多见的SCSI接口因成本较高、安装麻烦也开始受到冷遇。USB凭借其较高的传输率和连接方便的特性成为当前扫描仪的主要接口。

1.2 操作易功能强

扫描仪的使用具有一定技巧性，要想得到理想的扫描效果必须经过反复调试，对初级用户来说使用起来有些困难。解决操作复杂的问题成为当务之急，同时是否易于操作也成为众用户选择扫描仪考虑的首要问题。众多智能化功能的设置，让用户可以不必细究原理，只要选择相应选项就可自动完成相应调整，消除使用障碍。由于快捷功能键的出现，简化了用户使用扫描仪的步骤，极大的满足了以追求易用性为主导的用户的需求，未来扫描仪的发展方向也将朝着更简单便捷的方向发展。

1.3 跟着技术走

扫描仪市场中品牌的竞争归根到底还是技术实力的竞争，技术内涵是产品的核心竞争力，通过技术的进步来确保自身产品的竞争优势。扫描质量的提高主要从两个方面实现，一是通过色彩管理引擎，针对扫描仪所用棱镜、返射镜及对焦镜头等光学元件的光通过特性，做相应的优化，以达到提高色彩的还原。其次是提高光学元件的品质，对扫描光路作些改进，使CCD阵列可得到更强的光束，以便生成更强的电讯号，从而提高对细节的把握能力，避免了由于CCD元件接收到的光线微弱而引起影像失真。

2 扫描技术的主要特点

2.1 电光扫描

电光扫描的基本原理是应用偏转器材料折射率变化的电光效应，因此它是利用电光效应实现偏转的。数字电光偏转器根据不同的数字信号“0”或“1”，加载不同的电压，改变偏转器的折射率，控制出射光点置于两个光点位置中的一个位置上。如果用n个电光偏转器串接，就有2n个光点位置。当n个调制器获得快速的数字信号电压，出射点在扫描线的2n个位置上不断移动，从而获得所需的扫描线。

2.2 声光扫描

声光扫描的偏转原理是利用激光束在折射率周期性变化的声光材料中的衍射现象。在声光偏转中，载频的频率是变化的，经过声光偏转器，出射光束的衍射角随着加载的载频的变化而变化。频率随时间的变化可以是斜坡函数，也可以是线性调频脉冲及各种不同要求的频率随机变化的调频脉冲。在实际中，也可以同时加载几个载频，同时获得几个偏转点，各光点强之间的平衡是通过特殊的电路实现的。声光扫描器的速度相对较慢，它同电光器件一样，用做C02激光成像雷达扫描系统的偏转器正在探讨之中。

2.3 全息光栅扫描

全息光栅扫描是以全息术为基础的激光扫描。它的出现是激光扫描技术的一大发展。它类似于通常的多面镜扫描那样需要一个机械运动去改变激光光束的偏转，又象声光偏转那样应用光学衍射原理而不是反射原理。它能够提供多方位和多焦距的扫描，满足一些特殊应用的需要，而且其结构简单，价格低廉，广泛地应用在一般的应用领域中。以往的全息光栅是用光学干涉术产生的，但制作不方便，灵活性差。自从计算全息问世后，由于计算全息图的灵活性及制作方便，应用计算全息图作为光栅扫描器有了很大吸引力。

3 新型扫描技术

3.1 LIDE技术

LIDE技术是佳能公司的新创技术，LIDE（LED Indirect Exposure）是二极管间接曝光技术的缩写。它是采用一组高亮度的三色发光二极管与接触式图像传感器（CIS-Contact Image Sersor）相结合的技术。LIDE扫描仪中只有原稿反射光导照明这一次（CCD扫描仪中存在4次），由于省略了一系列反射镜，LIDE扫描仪就能避免因此带来的各种像差和色差，可以逼真地重现原稿的细节和色彩。

LIDE扫描仪主要由3部分组成：光导（LightGuide）、柱状透镜和线性光学传感器。LIDE技术的最大的特色是使用了一根单独的光导（Light Guide），以便省略传统扫描仪所需要的一系列反射镜，同时在LIDE扫描仪中还使用了直径小于1毫米的柱状透镜。大量的柱状透镜沿扫描线排成一列，使得每次都能还原出不失真的图像，最终的信号接收是由新开发的线性图像传感器来实现的。柱状透镜可以确保反射光更好地向传感器聚焦，为提高扫描仪的分辨率和扫描精度打下了坚实的基础。

3.2 双CCD技术

双CCD技术是惠普公司最早推出的新技术，在扫描仪的传统CCD上，规则地排列着3条感光元件阵列，分别获取红、绿、蓝三色光学信息。每条感光元件阵列上光电耦合元件的数目，也就是这个CCD能够获取的像素数，同时也决定了这台扫描仪的最大光学分辨率。CCD的制造依靠高精度的微电子加工工艺，制造长度更长的CCD，意味着非常昂贵的价格、很低的成品率，而保持当前CCD长度不变的情况下，提高像素数就会相应减小单个感光单元的面积。感光单元面积缩小，会带来敏感度和图像信噪比的降低，因此，为了获得同等质量的扫描图像，扫描仪就必须增加每次扫描的曝光时间。

CCD传感器中，包含两组像素单元：低分辨率部分（5000像素点）的传感器单元具有较大的信号感受面积，可以提供高速、高质的扫描，光学分辨率为600dpi，而高分辨率部分采用了6条感光元件一一红、红、绿、绿、蓝、蓝，每两条同色感光元件错开半个像素的位置。双CCD技术只需一次扫描，扫描速度和套准问题都不受影响。

3.3 “微雕”技术

“微雕”技术是明基Acer率先提出的，明基独创了“A.C.E色彩增强技术”一“微雕”技术，令每一个细节都展现得淋漓尽致。“微雕”技术这一专业的色彩增强技术，利用软件模拟色彩合成运算，来强化扫描影像的色彩表现。当色彩深度提高到48位时，色彩辨识点数由1亿6千多万种增强至281万亿种以上，犀利的分色能力令图像栩栩如生，专业用户也倍感满意。其实“微雕”技术更注重对样本的忠实。单就色彩饱和、艳丽度而言，“微雕”扫描的结果并没有提高，但它更加接近原稿的色彩。

“微雕”技术最大的特色还是在对暗部和中间色彩、层次信息的还原上。人物的毛发、眼角等暗部细节在“微雕”技术下保留了丰富的层次，这对专业应用来说是最宝贵的。只有丰富的信息、准确的色彩，才能给后期的图像处理、加工留下充分的空间。放大到实际像素时，没有了那种颗粒感，“微雕”技术对图像的控制是非常细腻的。“微雕”扫描技术，是明基在独立开发的符合ICC标准的色彩管理引擎，并实现了这一专业功能的大众化。它的色彩管理软件不提供色彩校验应用程序，因为复杂、高深的校验工作及特性文件的生成在扫描仪出厂前早已完成，并直接内置在扫描仪的Mirascan驱动程序中。

4 结束语

随着扫描技术的发展，一种新型扫描仪――海量扫描仪，已进入市场。为提高行业用户工作效率，仅仅依靠OCR识别软件与ADF自动馈纸器是远远不够的，用户对扫描仪硬件本身的性能和品质也提出了更高的要求。从事文档快速扫描的扫描仪与普通扫描仪完全不同，技术含量很高，被称为海量扫描仪。目前国内市场海量扫描仪的品牌和种类并不算多，它具有数据批量扫描、OCR自动识别、影像检索及海量存储等特色。